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給定一個三角形,要在上面做一個正方形使得正方形的四個頂點都在三角形的邊上,顯然必有一邊上有兩個頂點:若是鈍角三角形,此邊必然不是鈍角的鄰邊;若是直角三角形,可能選到直角頂點為正方形的一個頂點,這種情況應該非常簡單,就略過不提了;銳角三角形就可以任一邊有兩個頂點。所以以下我們將可以有兩個頂點的邊放在最下面,然後去作出這個正方形。


 


【已知】三角形ABC


【求作】一正方形PQRS,使其兩個頂點落在BC上,另兩個頂點分別在ABAC


【作法一】計算正方形的邊長


假設正方形的邊長為x


再令BCa,高AHh


那麼AKAHKHhx


ARS~ABC


所以 AK/AHRS/BC


(hx)/hx/a


解得 xah/(a+h)


也就是(ah)hax


於是可用第四比例項作圖作出x


然後就可以在AH上取到K


KAH的垂線交ABACRS


分別過RSBC的垂線垂足為QP


那麼PQRS為所求





【作法二】


由上面的比例式,改進作圖技巧可以得到以下的作法:


1


1.        BC的高AH並在延長線上取ADBC


2.        連接BDCD


3.        A分別作BDCD的平行線與BC交於QP


4.        分別過QPBC的垂線交ABACRS


5.        連接PQRS為所求


【證明】


HQ/HBHA/HDHP/HCh/(ah)


由和比性質(HQHP)/(HBHC)h/(ah)


PQ/BCh/(ah)




 


2


1.        BC為一邊往外作正方形BCDE


2.        連接ADAEBCPQ


3.        分別過QPBC的垂線交ABACRS


4.        連接PQRS為所求


【證明】


QR/BEAQ/AEPQ/DEAP/ADPS/DCAS/ACRS/BC


BEDECDBC


QRPQPSRS




 


3


1.        BC為一邊往內作正方形BCDE


2.        作高AH


3.        連接HEHD分別交ABRACS


4.        分別過RSBC的垂線交BCQP


5.        連接PQRS為所求




 


【作法三】


用我們常用的技巧:放寬限制,先不要要求SAC


1.        先在AB上任取一點D


2.        DBC的垂線垂足為E


3.        DE為邊往內作正方形DEFG


4.        連接直線BGACS


5.        SBC的平行線交ABR


6.        分別過SRBC的垂線垂足為PQ


7.        連接PQRS為所求


【證明】


由作圖知PQRS為矩形,所以只要證明RSPS即可


RS/DGBS/BGPS/FG


∵DGFGRSPS





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